塞巴斯蒂安·勃朗特（Sebastian Brandhorst），崔应扬（In Young Choi），瓦尔特·D.·隆戈（Valter D. Longo）等

《细胞代谢》，22卷1期86-99页，2015年7月7日

qinglanhe 译

摘要

延伸禁食（PF）的时刻，可进步抗应激的才干，但其对延伸寿数的作用则知之甚少。咱们研讨标明，替换地PF和养分丰厚的培育基延伸了酵母的寿数，并承认这与延伸寿数的基因无关。小鼠在一月中采食模仿禁食日粮（FMD）4天，把PF的副作用降到了最小，缩小了多个器官/体系的体积，康复饲喂后，则进步了祖细胞和干细胞的数量及再生才干。通过两个月的周期性FMD，延伸了中年鼠的寿数，削减了内脏脂肪，下降了癌症发病率和皮肤危害，延缓了骨矿物质密度的丢失。周期性FMD对晚年鼠的作用，促进了海马的神经元再生，下降了类胰岛素一号成长因子（IGF-1）和蛋白激酶A的活性，进步了神经源性分解因子1的水平，认知才干得到进步。于一个先导的临床试验中，通过3个FMD周期，削减了变老、糖尿病、心血管疾病和癌症的危险因子/生物标志物，却没有严峻的副作用，为运用FMDs促进延年益寿供应了支撑。

导言

膳食成分和能量水平，是影响变老和与年纪相关疾病的要害因素(Antosh 等，2011；Blagosklonny 等， 2009；Fontana 等，2010；Gems 和 Partridge,，2013；López-Otín 等，2013；Tatar 等， 2003)。膳食约束（DR）促进代谢和细胞的改动，包含减轻氧化危害和炎症，优化能量代谢和强化细胞维护(Haigis 等Yankner，2010；Johnson 等， 2000；Lee 等 2012b；Longo 和 Finch， 2003；Mair 和 Dillin， 2008；Narasimhan 等， 2009；Smith 等， 2008)。禁食是DR的极点办法，需求改掉一切的食物，但仍可以饮水，这一办法可以作为一种长时刻的办法运用，如间歇性禁食（IF），或周期性的持续2天或多天的长时刻禁食（PF）(Longo 和 Mattson,，2014)。啮齿动物运用IF，促进了糖尿病、心脏病和神经退变的维护性防备(Longo 和 Mattson，2014)。人类运用IF和较不剧烈的摄生计划（例如，一周内安排2天，每天只耗费大约500千卡能量），对胰岛素、血糖、C-反响蛋白和血压发生了有利的影响(Harvie 等，2011)。

周期性持续2天或多天的PF，至少要距离一个星期的正常饮食，正在成为一个维护正常细胞和器官免受毒素和有毒状况危害的高度有用办法(Raffaghello 等 2008；Verweij 等，2011)，一起添加了多品种型癌细胞的逝世(Lee 等， 2012a；Shi 等， 2012)。PF引起了血糖、胰岛素和IGF-1的下降(Lee 等，2010)，和伴有自体吞噬(Cuervo 等，2005；Madeo 等， 2010)。咱们研讨标明，跟着康复喂养，PF引起的依据干细胞的免疫体系再生，引起了白细胞水平的较多下降（Cheng等，2014）。其他的作者，陈述了PF在大鼠中所起的作用，引起了肝和体重的较多削减（Wasselin等，2014）。但是，长时刻只供饮水的禁食，对绝大多数人是困难的，它的极点或许引发副作用，包含原先养分不良和机能阻碍的进一步恶化，特别是那些年迈和体衰的运用者。对这些问题应予注重，必要时进行饮食干涉，既诱导得到PF样作用，一起又把这些副作用和彻底限食的危险降至最小。

这儿，咱们承认了一份模仿禁食日粮（FMD），模仿禁食对由PF引起的与抗应激相关标志物的影响，包含血糖和IGF-1的低水平，以及酮体和胰岛素样成长因子结合蛋白-1（IGFBP-1）的高水平（Longo 和Mattson，2014）。咱们在小鼠中查验了持续4天FMD，然后仍以规范的自在饮食的周期性计划，可促进健康长寿的假定。此外，咱们在一个由38个受试者其间19个分配为FMD组的先导随机临床研讨中测验了三轮FMD的影响。

成果和评论

周期性禁食的啤酒酵母细胞延伸了寿数，并诱生了抗应激性

为了承认周期性饥饿是否能使简略生物得益，咱们在啤酒酵母细胞（S.cerevisiae）中测验了周期性持续数天禁食（PF）的作用。咱们使野型酵母细胞在养分丰厚的培育基和水分之间于每48小时切换一次。使酵母细胞在生计期间，至少承受4轮PF。以此来辅佐选出适于小鼠并能有用果的禁食持续时刻。酵母细胞在二种培育物中周期地切换，延伸了它们按时序摆放的最长寿数，通过氧化氢处理的存活酵母细胞数量添加超越100倍（图1）。令人惊奇的是，丝氨酸苏氨酸激酶Rim 15或它的下流应激反响转录因子Msn2/4和Gis 1的缺失，对通过遗传和膳食的干涉抵达好的成果，是重要和必要的（Fabrizio等，2001；Wei 等，2008），也不会阻碍PF对寿数的影响（图1A和1B）。这些成果标明，PF可以维护简略生物免于毒素和变老机制的危害，这在必定程度上与保存的延寿转录因子无关，则与在线虫（C.analogue）中的成果是共同的，彻底禁食不需求应激反响转录因子DAF16，酵母Msn2/4和Gis 1类似物就能发挥作用（Gree 和 Brunet，2009；Kaeberlein等，2006）。

晚年小鼠的周期性FMD

能量摄入总量没有下降的周期性FMD促进了内脏脂肪的削减

咱们开发了一个能量和蛋白质都十分低的禁食模仿日粮（FMD），它引起了与抗应激性或寿数相关的一些标志物含量的改动（IGF-1，IGFBP-1，酮体和血糖），这与禁食所引起的成果相类似（表S1）。小鼠在16月龄时开端施行每个月有两次FMD，而在FMD之间则给予自在采食。对照饮食计划小鼠在21.5月龄时抵达了最大体重（36.6±5.2g）,而FMD组小鼠在每个FMD周期时体重减轻多达～15%，不过，再给予饲喂后，大多数小鼠都康复了体重（图S1A）。不管怎样，FMD组小鼠在16个月和22个月之间坚持着稳定的体重，然后逐渐地减重（图1D）。尽管，FMD小鼠在节食期间遭到严峻的能量摄入约束，但它们通过一段14天吃得很饱的自在采食所堆集的能量，使能量的摄入得到了补偿，相等于那些彻底自在采食组小鼠所摄入的能量值（图1E和S1B）。两个组别的小鼠在25月龄后都添加了能量的均匀摄入量（图1E）。

FMD完毕及康复饲喂之前，小鼠的血糖水平，比那些对照的正常饲喂组小鼠下降40%。整个研讨期中，血糖在康复饲喂7天内仍返回到正常水平（图S1C）。FMD完毕时，酮体添加～９倍，但再饲喂后则康复到正常水平（图１Ｄ）。ＦＭＤ４天后，血清胰岛素水平下降１０倍，再度饲喂后则康复到基线水平（图Ｓ１Ｅ）。成长激素／IGF-1轴信号的削减，标明啮齿动物的健康和寿数得到了改进和延伸（Brown Borg,2009；Guarente和Kenyon,2000；harrison等，2009；Junnia等，2013；Wullschleger等，2006）。IGF-1在FMD完毕时下降了～45%，但即便通过屡次FMD周期，均会康复到本来的水平（图S1F）。按捺IGF-1的IGFBP-1的含量，在FMD程序完毕添加了8倍，但其血浓度在再度饲喂1周内，即可康复到和那些一向自在采食小鼠相同的水平（图S1G）。

为了研讨节食诱导身体成分的改动，咱们用微型CT评价了堆积体脂分量和去脂体重。28个月时的两个FMD之间的自在采食期中测定，FMD组小鼠标明存在着总脂肪安排削减的趋势（P=0.06）（图1F）。尽管皮下脂肪体积（图1G，1J和1K；灰色区域）不受影响，但内脏脂肪的堆积（图1H，1J，和1K；赤色区域）FMD组与对照组比较有了削减（P﹤0.05）。两组的去脂体重坚持相同（图1I）。这些标明，周期性FMD对内脏脂肪、血糖和IGF-1水平具有深入的影响，但IGF-1水平的改动在自在采食时则可以反转。

器官再生和缩小

FMD（20.5月龄）、FMD-RF（FMD后康复自在采食后7天）和自在采食（16和20.5月龄）小鼠施行安乐死，测定器官的分量。在FMD中止时，咱们调查到肾脏、心脏和肝等器官的分量削减（图1L-1N），肺、脾和脑的分量没有削减（图S1L和S1M），以及体重下降（图S1H-S1J）。这些器官的分量，在再度饲喂后康复到FMD之前的水平。

双周一次的周期性EMD的长时刻运用，没有构成25日龄小鼠的缩短期和舒张期左心室容积、射血功用、左心室的分量和心脏功用呈现差异（图S1N-S1Q）。FMD中止时，肝萎缩的的标志物血清丙氨酸转氨酶添加，但在再度饲喂后，则康复到对照组水平（图S1R）。跟着再度饲喂，肝细胞从头在肝血管邻近集合（图1 O4，箭头）。FMD对肝再生的作用，由康复饲喂后24小不时，引起了肝细胞增殖标志物Ki67 10倍量的发生得到证明，但在细胞G 0期该标志物则不存在于细胞中（图1P的S1S）。Ki67的水平在FMD后至少坚持3天的升高。肾功用，通过血清肌酐和血尿素氮的测定来评价（图S1T和S1V）（Schnell等，2002）。肾小球和间质纤维化的安排学评价，显现硬化肾小球数量也没有改动（图S1V）。这些资料证明，因为FMD后再饲喂周期的成果，引起了肝脏的再生，即便在FMD4个月今后，肝或肾也没有呈现毒副反响。

骨髂肌出世后的成长和再生，需求称为卫星细胞的肌原性前体细胞才干进行（Sinha等，2014）。Pax7的表达，对卫星细胞的发生、存活和自我更新，是至关重要的（Olguin等，2007），而肌源性转录因子MyoD和MyoG促进肌肉的发育和分解（Perry和Rudnick，2000）。在未分解的肌源性细胞中调查到了Pax7上谐和下降MyoD的表达（Olguin等，2007）。Pax7(图1Q)和MyoD(MyoG较不明显)年纪相关的下降于20月龄的小鼠中检测到（图S1W和S1X）。FMD中止时，与对照组比较，Pax7的表达下降～40%。也在MyoG中调查到类似的趋势（P=0.074）。康复饲喂后1周，在20月龄FMD组小鼠中Pax7的表抵达达类似于12月龄自在采食小鼠的水平（图1Q）。比较之下，MyoD在晚年鼠中的表达没有遭到FMD的影响（图S1W和S1X）。总归，这些改动是与再度饲喂时的肌肉再生和复壮相共同的，尽管进一步剖析类似进行的造血和神经体系活动，对证明这个假定和承认它的机制原由是必要的。不一起刻的异种共生，也标明晰晚年肝细胞的增殖指数和晚年肌肉卫星细胞的增殖和再生才干进步，以及促进成年小鼠中与年纪相关办法的神经再生（Conboy和Rando,2012；Villeda等2011）。有关肌肉和大脑再生的一些蛋白质中的一种成长分解因子-11（GDF-11），或许促进多个别系的再生作用（Katsimpardi等，2014；Sinha等，2014）。这对承认FMD复壮作用，是否部分地或许触及一些因子包含或与GDF-11有关。

未能诱导自噬，会导致细胞损害、癌变和变老（Cuervo等，2005）。自噬可通过直接测定自噬封存（LC3）和降解（P62）来进行监测（Moscat和Diaz Meco，2011）（图S1Y和S1Z）。P62水平，在自噬缺点细胞中一向是升高的（Komatsu等，2007）。调查到自在采食的20月龄小鼠肌肉中的P62，是伴跟着年纪的添加而升高，但FMD组则不是这样的（图1R），这标明FMD或许与再生维护肌肉细胞免于年纪相关性功用下降，包含坚持自噬蛋白的正常表达才干有关。

双侧股骨安排中矿物质中密度，28月龄C57BL/6小鼠与12月龄小鼠的比较下降（图1S），这与从前宣布的数据是相共同的（Shen等，2011）。28月龄时股骨的骨密度，FMD组较高于对照日粮组（图1S），周期性FMD或削减了年纪相关性骨矿质密度或诱导了骨的再生。

癌症和炎症

C57BL/6小鼠，易于患造血安排的肿瘤和恶性淋巴瘤（Blackwell等，1995）。变老小鼠的皮下和体内，常有肿瘤或脓肿两者引起的团块（图2A-2H和S2A-S2D）。FMD组与对照组比较，标明肿瘤发病率下降45%（图2I）。抵达生命结尾，对照组小鼠淋巴瘤的发病率～67%，而FMD组小鼠则只要～40%（图2J），并没有引起肿瘤类型的改动。值得注意的是，FMD还推迟了与肿瘤相关的逝世三个多月，对照组的逝世时刻为25.3±0.66个月，而FMD组则为28.8±0.72个月（P=0.003）（图2K）。此外，尸身剖检显现，对照组小鼠有多个（3个或更多）反常病变，高于FMD组小鼠3倍以上（P=0.0067；费歇尔切当概率法）（图2L）。因而，在中年开端周期性FMD，下降了肿瘤发病率，延缓了肿瘤的发生，并使病变数量大起伏地削减，FMD一般地或许影响恶性的肿瘤向良性改动。

炎症，在包含癌症的许多与年纪相关疾病的发生中，有着要害的作用（Bertke等，2013和Morgen等，2007）。病理学剖析显现，FMD组小鼠比对照组小鼠削减了炎症安排的数量（例如，炎性反响淋巴结或缓慢肝脏炎症，表S2）（图2M）。在C57BL/6小鼠中，调查到的炎性疾病之一，是严峻的溃疡性皮炎（图2N）。因为进行性皮肤病损而有必要的抛弃率，在对照组小鼠为～20%，而FMD组小鼠则只要～10%（Coppé 等，2010)。

FMD对免疫变老和骨髓衍生的干细胞及祖细胞的影响

年纪相关的由造血作用下降引起的适应性免疫细胞发生削减或变异的现象，称为“免疫变老”，体现为淋巴样细胞与髓样细胞的份额转化以及贫血和髓系恶性肿瘤的发病率上升（图2O-2S）（Muller-Sieburg等，2004和Shaw等，2010）。全血计数标明，FMD使血象更具生机（图2Q-2S；图S2E-S2R；表S3），与年纪相关的淋巴细胞对髓样细胞的份额（L/M）（图2P）、年纪相关性血小板和血红蛋白的削减得到了反转（图2Q-2S）。相同，周期性FMD 4个月，导致了红细胞计数和血红蛋白较基线水平有了进步（图2Q-2S）。咱们还测定了一组23个细胞因子，FMD组除了IL-12和RANTES（调理活化正常T细胞表达和排泄蛋白）升高，以及GM-CSF（粒细胞巨噬细胞剌激因子）削减以外，均未检测到改动（图S2S-S2U）。这些成果标明，FMD的长时刻运用，促进了免疫体系的再生和复壮，这与咱们从前关于禁食对淋巴细胞数量影响的研讨成果，是相共同的（Cheng等，2014）。

其间的骨髓衍生干细胞、造血干细胞和间充质干细胞，是作为一个成年安排和器官再生的潜在资源。为了研讨FMD的复壮作用，是否或许与干细胞有关，咱们测定了骨髓中造血的（HSPC，lin-Scal-1+C-kit+CD45+）和间充质的（MSPC，lin-Scal-1+CD45-）干细胞及祖细胞的数量。已知HSPCs的数量是跟着年纪而添加的，这或许是为了补偿功用的下降（Geiger和Van zant，2002；Morrison等，1996）。年纪相关性添加或许会掩盖禁食或FMD促进干细胞自我更新的作用，这一点咱们最近在较年青小鼠研讨中已有发现（图S2V）（cheng等，2014）。不同于HSPCs，MSPCs的数量则跟着年纪添加而下降（Bellantuono等，2009；Kasper等，2009）。咱们证明，成年（8-10月龄）和20.5月龄小鼠中的MSPC的比较数量，跟着年纪添加而而削减（图2T），这与曾经的陈述是共同的（Kasper等，2009；Ratajczak等，2008）。而FMD组小鼠的MSPCs的数量添加到5倍（469.8±179.5FMD对95.5±16.7对照组；图2T和2W），FMD处理组小鼠的BrdU+MSPCs添加到45倍（69.8±34.0FMD对1.5±0.6对照组）（图2T和S2X）。总归，这些数据标明，周期性FMD在促进造血的和间充质的干细胞及祖细胞的添加方面是有用的，这或许会有助于各品种型细胞/体系的再生。

FMD对运动和谐、回忆和神经生成的影响

变老伴跟着运动和认知功用的下降（Lynch,2004）。为了评价运动协谐和平衡，咱们测验了小鼠对加快旋转的体现（Shiotsuki等，2010）。23月龄小鼠，每2周中有1周施行FMD（FMD-RF，FMD测验1周后，康复正常日粮粮饲喂），在旋转轮上比对照组小鼠逗留的时刻更久（图3A）。咱们还在随后试验期间，通过检查功用的改进，对运动学习才干作了评价。FMD-RF组小鼠，一向比自在采食日粮组小鼠更好地逗留在加快杆上面，尽管两组的学习速度是类似的（测验2-5；图3B）。小鼠的体重与最佳旋转体现是呈负相关的（皮尔逊相关系数r=-0.46；P=0.005）。当体重恰其时，旋转体现的改进不再明显（P=0.34，数据未列），这标明FMD小鼠得益于瘦身。

为了检测禁食模仿日粮（FMD）对认知功用的影响，咱们对23月龄小鼠进行了回忆测验（Beninger等，1986）（图3C）。FMD组小鼠与对照组小鼠比较，增强了自发替换改动行为的状况，但其前肢伸进容器的总次数没有差异（活动性测定）（图S3A）。运用新目标测验，来评价短期认知功用和程序依靠性回忆（图3D和3E）（bernabeu等，1995）。FMD小鼠（RI=0.06）与对照组小鼠（RI=0.52）比较，有较高的辨认指数（P﹤0.01，图3D）。FMD小鼠对新目标的探究时刻有所添加，但是，总的探究时刻坚持相同（FMD-RF 13.4±0.9对CTRL 13.6±0.9），这标明短期认知功用增强，而总的活动性没有增强（图3E；图S3B）。

作为衡量长时刻回忆的办法，咱们运用巴恩斯迷宫来丈量小鼠的空间学习和回忆才干：一种海马相关性认知使命，需求通过对视觉头绪的学习和回忆的空间参照系回忆，来定位共同的逃逸箱途径（图3F-3K）（Barnes,1988）。7天练习期间，FMD组小鼠在有关过错、误差、等候和成功率方面，优于对照组（图3F-3I）。在第14天，测验小鼠的回忆坚持状况，FMD组体现了更好的回忆力，标明其回忆误差削减。对照日粮组小鼠的回忆误差，在14地利类似于第1天，标明这些小鼠通过7天的学习，仍未能记住逃逸箱的定位。调查到了FMD组小鼠查找战略的改动，包含在空间战略方面，从随机到接连查找的改动，但对照日粮组在3-4天今后仍未有改进。总归，行为测验标明，周期性FMD改进了晚年小鼠的运动学习以及海马相关的短期和长时刻的回忆。

成年时的神经生成，在学习和回忆中起着重要的作用（Clelland等，2009；Deng等，2010；Mattson,2012）。为了承认模仿节食日粮是否影响神经生成，咱们测定了8周龄、12周龄、6月龄和24月龄对照组小鼠的颗粒细胞基层中溴脱氧尿苷（BrdU）的掺入（图4B）。与之前的报导类似，咱们调查到BrdU在齿状回中的掺入，有一个年纪相关性下降（Lee等，2012c）（图4B）。为了评价FMD组的认知改进是否与神经再生有关，咱们测定了海马齿状回颗粒细胞基层中的DCX+未成熟神经元的增殖指数。BrdU+或BrdU+DCX+双符号标明，FMD组中未成熟神经元的增殖，比对照组有了添加（图4C-4E）。为了研讨FMD诱导新神经生成的机制，饲喂的6月龄小鼠与FMD单次的8周龄小鼠比较，齿状回的细胞增殖削减了50%以上（图4B）。FMD72小时今后，咱们调查到循环中的和海马中的IGF-1（图4F）削减，不过，海马体齿状回区中IGF-1受体mRNA则添加了(图4G)。FMD小鼠充分的齿状回样本的微解剖，显现蛋白激酶A（PKA）活性大幅下降和Neuro D1表达具有2倍的诱导力（图4I），Neuro D1是一个对神经的维护和分解有重要作用的转录因子（Gao等，2009）。相同，一个周期的FMD添加了CD-1小鼠的放射状胶质细胞（Ⅰ型）、非放射状前体（Ⅱ型）神经干细胞（图S4B，S4C，S4F和S4G）、未成熟神经元（图S4D和S4I-S4Q）和树突状掩盖区（图S4E和S4H）。

在两个遗传布景中的这些成果，标明FMD促进了成年小鼠的神经生成。值得注意的是，FMD期间大脑没有阅历可以丈量到的分量削减，标明在康复饲喂后，神经的再生也不依靠于器官体积的添加而独登时发生。因而，咱们假定，康复饲喂今后，循环因子例如IGF-1水平缓PKA信号下降的改动，可诱导有利于再生的改动，依靠性地或独立性地发生首要细胞的增殖，这与从前在骨髓和血液细胞中的发现是相共同的（Cheng等，2014）。最有或许的是，再饲喂后，IGF-1和PKA的添加，也有助于增殖和再生，这些蛋白的高水平缓低水平二者可促进再生或许性的进步，这取决于它们表达的时刻。或许，FMD或许进步了新分解神经元的存活，如在康复饲喂日小鼠齿状回中所调查到的（Lee等，2002；Mattson 等，2001）。于FMD组中调查到的认知才干的改进，或许是遭到依靠于Neuro D1调理的PKA/CREB（环磷腺苷效应元件结合蛋白）的影响（Cho等；Sharma等，1999），这被以为进步了海马祖细胞神经元的存活和分解（Roybon等，2009），进步了新神经元的功用集成和减轻了阿尔茨海默氏病小鼠模型的回忆缺点程度（Richetin等，2015）。

FMD和寿数

对照组小鼠的均匀寿数为25.5个月（图5A），FMD组小鼠的寿数延伸到28.3个月（延伸了11%）（P﹤0.01）。FMD组小鼠在75%生计点时，寿数的延伸效应达18%，但在25%生计点时的延伸作用只要7.6%，而在最长寿数点时则没有用果，这标明在很晚年纪段时，4天的FMD或许在某些方面是有利的，而在其他方面是有害的。进一步的剖析标明，很晚年纪段许多小鼠的逝世，发生在FMD周期完结时或完结后的短时刻内（3天内）（图5E；用星号标出的）。这些成果标明，周期性FMD对寿数和终身的影响，至少对十分老的小鼠，一个较少严厉（3天对4天）低能量和低蛋白的日粮，或许会更好地供应有利的作用，而把养分不良降到最低程度，这与咱们最近在小鼠和中晚年及很老的人中的研讨证明，摄入高蛋白对健康/逝世率，会起相反作用的成果是相共同的（Levine等，2014）。

周期性FMD先导随机临床试验

变老和疾病的标志物

为了评价周期性低蛋白和低能量FMD对人体的可行性和潜在的影响，咱们进行了一项一般健康成年人的先导临床试验。人FMD中的首要和微量的养分组分和水平，是依据它们在小鼠FMD中，下降IGF-1进步IGFBP-1、下降血糖进步酮体、使养分分尽或许抵达最大值、和使不良影响降到最小值（图S1）的作用来挑选的。人类FMD的制造，需考虑其可用性（如人对规则的饮食计划，具有高度的可遵从性），因而，规划了每个月持续5天的，由9%-10%蛋白质、34%-47%碳水化合物和44%-56%脂肪组成，可供应34%-54%惯例摄入能量的FMD。接连地进行3个月的试验。受试者被随机地分配到FMD组或对照组。对照组，仍坚持他们本来的正常饮食。FMD组，在FMD时期后，从头食用他们正常的日粮，并请他们对正常的饮食和练习习气不要有任何的改动。5%的受试者，因为未能遵从试验的饮食计划，而从试验中除掉。14%的受试者，因为非FMD相关的原因，而退出了研讨（如作业和游览相关程序的安排问题）。咱们提交的这个先导随机临床试验成果，包含一组成功完结3轮FMD的19个受试者，和19个随机对照受试者坚持他们正常饮食的数据。对照组包含9名女人（47.4%）和10名男性（52.6%），均匀年纪别离为35.4±5.5岁和38.0±1.7岁。FMD组包含7名女人（36.8%）和12名男性（63.2%），均匀年纪别离为41.8±4.9岁和42.5±3.5岁（图S5A和S5B）。对照组的年纪起伏19.8-67.6岁，FMD组的年纪起伏27.6-70岁。受试者的种族别离为白人58%、西班牙裔18.5%、亚裔18.5%和黑人5%（图S5C）。受试者通过根底检查来进行评价（图6A）。FMD组在第一轮FMD完毕和从头食用正常食物之前随机进行检查，以及在5-8天正常饮食之后再接着进行第3轮FMD之间施行检查（FMD-RF，图6A）。根底检查和FMD-RF检查之间/测定点的均匀时刻为75.2±2.7天，而对照组的基线检查和最终检查之间的测定点均匀时刻为74.5±6天。对一切3个FMD周期中的受试者，依据副反响的常用规范术语，由他们自己陈述副反响状况（图S5D）。首轮FMD完结后，比那些第2和第3轮FMD期间的副反响更高。但是，陈述的均匀副反响严峻性是十分的低，在“轻度”以下（以1-5级计，﹤1级）。

FMD受试者中，在从头食用正常日粮后，接着进入第3个FMD周期之间，测定的空腹血糖水平比基线水平下降了11.3%±2.3%（P﹤0.001；FMD），坚持在5.9%±2.1%（P﹤0.05；图6B）。血清酮体在FMD摄生法完毕时添加了3.7倍（P﹤0.001），正常进食后则康复到基线水平（图6C）。循环IGF-1在FMD时完毕下降～24%（P﹤0.001），在康复正常饮食后仍坚持下降～15%（P﹤0.01；图6D）。IGFBP（鼠胰岛素成长因子结合蛋白）在FMD计划完毕时添加了1.5倍（P﹤0.01），而在正常进食后则康复到基线水平（图6E）。这些成果标明，FMD组小鼠有高度的依从性，除了在FMD日粮箱供应它们时，一般地不会采食。

体重、腹脂、去脂体重和代谢标志物

FMD下降了小鼠的体重和削减了内脏脂肪。咱们通过测定小鼠体重、腹脂和去脂体重，来研讨FMD是否可以在人体中也有类似的作用。FMD导致了体重削减3%（3.1%﹤±0.3%；P﹤0.001；图6F），到完结研讨时，体重仍坚持在较低的水平（P﹤0.01；图6F）。用双能X线吸光测定法测定，躯体脂肪的百分比，在3轮FMD和正常进食1周后，呈现下降趋势（P=0.1）（图6G），而在3轮FMD完结后，经与体重校正过的相对去脂体重则添加了，这标明体重丢失的大部分是脂肪。FMD对骨盆骨的矿物质密度没有影响（图S5D）。

一组完好代谢数据（图S5E-S5L）标明，在康复正常日粮后，除了胆红素和碱性磷酸酶含量较低外，没有因FMD而存在耐久的代谢改动。总归，据受试者自己陈述的常见规范术语副反响事情，供应的这些开端的依据标明，周期性FMD总的来说是安全的，只引起脂肪的削减，而不削减去脂体重。

心血管病危险因子

FMD削减了小鼠中与炎症有关疾病的发生（图2）。人体中血清C反响蛋白（CRP）的水平，是一个炎症和心血管疾病危险因子的标志物。FMD受试者的CRP均匀基线水平是1.45±0.45mg/L(图 6I),类似于对照组水平（1.29±0.5mg/L）,这标明存在着一个均匀的心血管疾病轻度危险。通过周期性FMD，下降了CRP水平。19个FMD受试者中的8个，CRP水平在基线之上（别离高于1.0和3.0mg/L），处在中度和高度的心血管疾病危险规模内。19个FMD受试者中的7个，通过3轮FMD后，CRP水平回复到正惯例模（低于1.0mg/L）(图6I)。11个FMD受试者的CRP水平低于基线1.0mg/L,在试验完结时调查到CRP浓度没有改动。这些成果标明，周期性FMD促进了抗炎作用和至少下降了一个CVD（心血管疾病）的危险因子。

再生性标志物

周期性FMD小鼠，促进了间充质干细胞和祖细胞的添加（MSPC；图2）。咱们因而剖析了FMD受试者外周血液中的lin-CD184-MSPCs(图 6J)。跟着再度饲喂今后，FMD外周血中的MSPC百分比，回复到基线水平（0.27±0.2），尽管没有明显性，但单核细胞亚群在FMD结尾时抵达1.06±0.6，显现了比基线水平添加0.15±0.1，呈现了一个添加的趋势（P=0.1）。这将需求有一个较大的随机试验来承认，人体中的特定干细胞亚群的数量，事实上是否因为FMD得到了升高。

简略地说，这项研讨标明，周期性FMD的诱导使许多安排，包含小鼠中的内排泄、免疫和神经体系等许多安排和人体疾病及再生安排，取得了好处和/或复壮的作用。尽管，这些临床试验的成果，需求由更大型的随机临床试验来确证，不过，周期性FMD对变老、癌症、糖尿病和心血管疾病的生物标志物/危险因子的影响，加上受试者对FMD有很高的依从性和安全性，标明这种周期性节食战略，对有用地延伸人类的寿数和进步健康水平，是有高度潜能的。因为，持续时刻较长的FMDs，例如，本研讨中的一个试验是强力和广谱的，所以，它们应该只要在医学监管之下才可运用。

试验资料和办法

受试者

试验规划和陈述的预备，遵从CONSORT规范（随机对照临床试验陈述规范）。可用的数据取自于现已递送的先导试验。遵从南加州大学道德审查委员会同意的协议，依据其规则的规范，包含（整体健康的成年志愿者，年纪18-70岁，体重指数BMI 18.5及以上）和包含（任何严峻疾病和缓慢病、精神疾病、药物依靠、激素代替医治[脱氢表雄酮、雌激素、甲状腺剂、睾酮]、女人的怀孕或哺乳、特别饮食需求或食物过敏、酒精依靠）等，进行招聘受试者。悉数受试者签具知情同意书，并且不向受试者供应经济补偿。受试者在通过基线检查后，依据年纪和性别的核算处理，分配于对照组（CTRL，n=19）和试验日粮组（FMD，n=19）。CTRL组持续食用正常的食物，受试挂号后，回家，再盯梢检查3个月。FMD组受试者食用供应的试验日粮接连5天，接着25天食用正常食物，共进行3轮循环。在悉数3个FMD循环期间，由受试者依照副反响常用规范术语，陈述自己所呈现的副反响。FMD组，在第1个FMD周期完毕和康复食用正常食物之前，以及第3个FMD周期完毕，接着正常饮食5-8天（FMD-RF）今后，进行各项检查。预先承认成果的测定，包含坚持饮食计划和研讨持续期，及完结研讨后生理标志物的评价。检查包含身高、连衣体重，运用双能X线吸光测定法（DEXA）测定身体的成分（包含全身脂肪、软瘦肉安排和骨矿物质含量）、以及通过静脉穿剌抽取血液。一切的数据，由南加州大学糖尿病和肥胖症研讨所收集。完好的代谢组，由加州大学凯克医学中心临床试验室，在血液抽出后当即测定。数据剖析，依据研讨规划进行。当研讨完结时，完好的数据将可在其他的当地运用。

人的日粮

人的禁食模仿日粮（FMD）计划，是一个植物为根底的日粮计划，规划抵达禁食样作用，一起供应微量养分（维生素、矿物质等）食物，并把禁食的摧残降到最小。它的专利组成，以蔬菜为根底的汤、能量条、能量饮料、小片零食、甘菊花茶和一张蔬菜弥补配方表（表S4）。人FMD 5天施行计划：第1天的日粮供应能量～1090千卡（10%蛋白质、56%脂肪、34%碳水化合物），第2-5天的日粮由相同成分构成，但只供应725千卡（9蛋白质、44%脂肪、47%碳水化合物）能量。

动物

一切动物计划，均经南加州大学动物办理和运用道德委员会同意。试验规划和陈述预备遵从小鼠作业的ARRIVE（动物研讨：体内试验陈述）规范履行。110只9月龄雌性C57BI/6（查尔斯河试验室）小鼠，由退休人员养殖于无病原的环境中，放置于清洁的鞋匣样笼子里，每笼3只小鼠，恒温恒湿、，周期性12小时光照12小时漆黑，以及自在饮水。16月龄的小鼠，被随机地防止咬斗而按笼分配到自在采食对照组（CTRL）和禁食模仿日粮组（FMD）。小鼠体重，惯例地每两周在开端新FMD周期之前测定一次。每天测定FMD和CTRL各9只小鼠的安全性评价，并记载FMD期间的体重改动状况。测定每天的采食量。小鼠一旦呈现进行性皮炎时，即用三联抗生素软膏（富热拉制药公司）医治，假如病情恶化则予以安乐死。为了削减主观性误差，在任何试验不久前，小鼠被短期地随机分配（运用Graphpad软件的在线随机数据核算器）就任一行为和生理学的评价中。显现虚弱和/或疾病痕迹的小鼠，均不归入任何试验中。逝世或抛弃的小鼠即进行尸身剖检，并把一切反常品种病变递送一位病理学家评价。73只小鼠进行了尸身解剖检查；2只小鼠（每组各1只）因同类相食而未能尸检。咱们还用相同的办法，运用品系匹配更年青小鼠，来承认危险因子的年纪相关性改动。此外，6月龄雌性CD-1小鼠（查尔斯试验室）被用于测定成年鼠神经生成的补充试验。

小鼠日粮

小鼠自在采食经幅照过的TD.7912啮齿动物食物（哈伦泰克拉德公司），每克含15.69千焦消化能（3.92KJ/g 动物蛋白质，9.1KJ/g碳水化合物，2.6KJ/g 脂肪）。

FMD经养分成分的检查，承认使其养分成分在试验期间的低能量耗费（Brandhorst等，2013）。FMD规划有两种不同组成成分，依照各自的次序分为第1天的日粮和第2-4天的日粮。第1天的日粮由混合的多种低能量汤粉、蔬菜混合粉、特级初榨橄榄油和必需脂肪酸组成；第2-4天日粮由低能量汤粉和甘油组成。两种配方日粮用水凝胶（清洁的水）使它们抵达粘结，致使可把这种食物放入笼中的饲喂器。第1天的日粮含有7.67KJ/g能量（供应正常日粮摄入能量的50%；0.46KJ/g蛋白质，2.2KJ/g 碳水化合物，5.0KJ/g脂肪）；第2-4天日粮是相同的，含有1.48KJ/g 能量（供应正常日摄入能量的~10%；0.01KJ/g 蛋白质/脂肪，1.47KJ/g 碳水化合物）。另一种FMD是供应3天饲喂，用于成年鼠神经生成评价，含有0.26KJ/g（0.01KJ/g蛋白质/脂肪，0.25KJ/g碳水化合物）。小鼠吃完了FND计划每天供应的食物，却没有体现出对食物有讨厌痕迹。任何一种日粮饲喂期完毕和在另一个FMD周期之前，供应小鼠自在采食TD.7912食物10天。在FMD之前，把小鼠转化到新笼子里，以防止采食剩下的食物以及构成食粪癖。

生计剖析

生计的结尾，界说为处理开端日期和逝世日期之间的持续时刻。小鼠呈现严峻应激、健康状况恶化、肿瘤负荷过重，被以为濒死，则处以安乐死。FMD组中有2只小鼠被抛弃，1只因为突发头/颈损害，另1只小鼠于麻醉期间逝世。包含在生计中共有75只小鼠，对照组46只，FMD组29只。12只小鼠因为进行性皮炎而抛弃（CTRL9只，FMD3只），在健康和寿数的评价中认定为逝世。2只被同类相食的小鼠，因为其在剖析中，认定为是肿瘤以外的原因引起的逝世。二级剖析以为2只鼠的逝世，与肿瘤发生的成果是类似的（数据未列出）。

生理标志物

收集测定血糖的血液之前，中止小鼠采食4小时，防止进食对血糖的搅扰。运用精细的Xtra血糖监测体系（美国雅倍公司）测定小鼠的血糖。在补充的试验程序中，悉数运用一篇总述介绍的商用试剂盒测出有关的成果。

全血细胞计数和细胞因子

全血细胞计数，运用深圳迈瑞公司兽用BC-2800血液剖析仪，依据制造商的程序进行测定。简言之，从尾静脉把血液采进被肝素包被的微量血容管。20微升肝素化血液被加到临床确诊溶液中稀释，然后评价全血参数。细胞因子，用悬液芯片细胞因子测验仪（生物-拉德公司），遵从制造商引荐的办法进行血清剖析。

超声心动图

小鼠用2%异氟烷麻醉，剃除左半侧胸部体毛。把小鼠放置在加热温控垫上，接连地监测心率（400-500次/分）。运用超声波传输胶（帕克试验室），在胸骨旁短轴检查心脏的印象。在乳头状肌水平处，用高分辨率Vevo 770超声体系（可视超声公司），取得2维B型印象，并用Vevo 770 2.2.3 软件剖析（可视超声公司）。

X线核算机断层扫描

把吸入性异氟烷放在小鼠（代表均匀体重的）背部的一个固定方位，进行麻醉。因为延伸了麻醉时刻，麻醉室中只放3只小鼠，把晚年小鼠意外逝世的危险降到最低。双侧股骨骨安排的矿物质密度（羟基磷灰石mg/cm3），运用西门子Inveon CT扫描仪测定，每组5只小鼠。补充试验程序中，对此有具体的描绘。

骨髓收集和剖析

骨髓细胞从alpha-MEM培育基（Corning Collgro公司）中的小鼠股骨和胫骨里收成。收集的小鼠新鲜骨髓细胞用PBS洗刷后，依据制造商的指示，以特定谱系、Scal、C-试剂盒和溴脱氧尿苷抗体（BD生物科学公司）染色。运用BD FACS diva软件在LSRⅡ流式细胞仪上进行剖析。在人外周血液单核细胞亚群中的lin-CD184+CD45-间充质细胞/祖细胞，运用人造血谱系异硫氢酸荧光素混合物、抗人CD45 APC和抗人CD184-PE（eBioscience公司，#22-7778-72，#17-9459-42，#12-9999-42）进行判定。

免疫组强化学

为了检测造血细胞的生成，在收集骨髓前24小时，把2%滤过无菌的溴脱氧尿苷（10㎎/ml原液，Sigma公司）按200㎎/㎏体重的一个单剂量注入小鼠腹腔。为了剖析成年小鼠的神经生成，在FMD之前，按50㎎/㎏体重的剂量接连3或4天给小鼠打针溴脱氧尿苷（BrdU）。依照补充试验程序中的描绘，对BrdU、ki67蛋白、胚胎干细胞要害蛋白（Sox2）、胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、和双肾上腺皮质激素进行染色。

免疫印迹

补充试验程序中有具体描绘。

qPCR(定量聚合酶链反响)

相对转录水平，由定量实时PCR进行测定，这在补充试验中有描绘。

Y迷宫

每组11只小鼠在23月龄时进行测验。自发替换行为记分，被用于核算替换（单臂挑选不同于从前的双臂挑选）对替换总数的份额。

加快旋转

小鼠23月龄时，每组18只，运用加快旋转法进行评价。记载旋转速度和旋转后掉下来的时刻。接连两天，每天对小鼠进行3次接连试验，两天共试验6次。用两个变量测定小鼠耐受旋转的功用：整个两个接连试验日中，个别最佳功用的均匀，和在6次试验中每个处理组小鼠保存平衡的均匀时刻，作为练习指数。

新物体的辨认

测验，由每个5分钟的两个试验区组成。第一个试验（T1）期间，测验设备中含有两个相同的物体。通过推迟1个小时的距离后，进行第二个试验（T2），把小鼠放回测验设备，此刻设备中的两个物体，一个是本来了解的，一个是新的。人工记载T1和T2期间小鼠对每一个物体探究所化费的时刻。以秒为单位记载了解物体和新物体之间所化的探究时刻，用来核算辨认指数。

巴恩斯迷宫

每组12只23月龄小鼠，每天测验2次，共测验7天。成功率（100%，2分钟内找到逃逸箱[EB]；0%，2分钟内找不到EB），推迟（推迟进入EB），过失的次数（向假洞偏头和伸进鼻子），违背（有多少初次违背EB洞）和记载所采纳定位EB的战略，及从两次测验得到测验的日均匀值。查找战略的分类，随机（跨过迷宫中心），接连（顺时针或逆时针方向查找），或立体的（操控方向抵达EB的过失或误差不超越3次记分）。第14天，评价一次坚持回忆的状况。

酵母间歇性禁食

酵母细胞快速地从冰库拿出放入YPD（酵母浸出粉胨葡萄糖培育基）盘，在30℃孵育2天。接着，把3-5个酵母菌落接种于2ml液态电解质中孵育过夜。把过夜的100ul培育液参加50ml长颈瓶的10ml新鲜电解质液中，30℃孵育3天。第3天，把稀释的培育物涂布到YPD平板上，以评价活酵母细胞的数量。余下的培育物减慢转速，移除培育基，颗粒用无菌蒸馏水洗刷2次之后，再悬浮于长颈瓶中的10ml无菌蒸馏水孵育2天。第5天，稀释的培育物再涂布于YPD平板上，余下的培育物再成颗粒，悬浮于10ml无效培育基，孵育48小时。每2天重复替换地用蒸馏水和无效培育基处理，直到活酵母低于原初培育物的10%停止。

制备无效培育基，把3-5个菌落放5ml电解质液中过夜。500ul过夜的培育物参加500ml长颈瓶中的200ml SDC中，在定轨摇床中孵育4天。孵育期之后，培育物用0.22mm过滤器过滤，供试验期中运用。

核算剖析

一切的数据，均以均匀数±规范误标明。对小鼠的一切核算剖析是双面的，P值﹤0.05，差异是明显的（﹡P﹤0.05,﹡﹡P﹤0.01,﹡﹡﹡P﹤0.001）。组间差异运用以下的办法进行测定，或许学生T查验比较，接着杜奇多重比较后进行单向方差剖析，或许用GraphPad Prism V.5.软件进行双向方差剖析（关于巴恩斯迷宫）。运用Gehan-Breslow-Wilcoxon 测验进行Kaplan-Meier生计曲线的比较。竞赛危险剖析被用来进行逝世率核算差异的评价。受试人，运用威尔森符号等级判定进行核算剖析，其P值﹤0.05被以为明显（﹡P﹤0.05，﹡﹡P﹤0.01，﹡﹡﹡P﹤0.001）。

补充试验信息

文档S1 补充试验计划，图S1-S5，和表S1-S4

文档S2 文章加补充信息

译注：图表未译，如需求请参看原文。